狹義相對論的基本原理洛倫茲變換

愛因斯坦的哲學觀念：自然界應當是和諧而簡單的.

理論特色：出于簡單而歸于深奧.AlbertEinstein(1879–1955)20世紀最偉大的物理學家,于1905年和1915年先后創(chuàng)立了狹義相對論和廣義相對論,并于1905年提出了光量子假設,為此他于1921年獲得諾貝爾物理學獎,他還在量子理論方面具有很多的重要的貢獻.第一頁，共二十六頁。1879年3月，出生在德國的一個猶太家庭。父親是小商人，母親是鋼琴家。上學后，成績平平，但愛動腦筋，12歲曾證明勾股定理。1896年，進入蘇黎士工業(yè)大學。童年時的愛因斯坦愛因斯坦(1879-1955)簡介第二頁，共二十六頁。1905年，發(fā)表了包括有狹義相對論的三篇文章。1915年，建立廣義相對論。1933年，受德國納粹迫害，移居美國，任普林斯頓研究所研究員。1955年4月18日去世。1921年，獲諾貝爾物理獎。1913年，任柏林威廉皇家物理研究所所長兼柏林大學教授。1902年，任瑞士伯爾尼聯(lián)邦專利局的檢驗員。第三頁，共二十六頁。一.狹義相對論的基本原理1）愛因斯坦相對性原理：物理定律在所有的慣性系中都具有相同的表達形式.2）光速不變原理：真空中的光速是常量，它與光源或觀察者的運動無關，即不依賴于慣性系的選擇.關健概念：相對性和不變性.相對性原理是自然界的普遍規(guī)律.所有的慣性參考系都是等價的,即“以太”沒有存在的必要.伽利略變換與狹義相對論的基本原理不符.第四頁，共二十六頁。二.洛倫茲變換式*設：時，重合;事件P的時空坐標如圖所示.第五頁，共二十六頁。第六頁，共二十六頁。正變換逆變換

光速在任何慣性系中均為同一常量，利用它將時間測量與距離測量聯(lián)系起來.*第七頁，共二十六頁。1）與成線性關系，但比例系數(shù).2）時間不獨立，和變換相互交叉.3）時，洛倫茲變換伽利略變換。4）光速是一切物體運動速率的極限

洛倫茲變換特點

意義：基本的物理定律、包括電磁學和量子力學的基本定律都在，而且應該在洛倫茲變換下保持不變.這種不變顯示出物理定律對勻速直線運動的對稱性——相對論對稱性.正變換第八頁，共二十六頁。三.洛倫茲速度變換式第九頁，共二十六頁。1.普遍讀不懂，不理解在法國，1910年幾乎沒有人提到愛因斯坦。J·J·湯姆遜1909年：“以太對我們來說，就象我們呼吸空氣一樣不可缺少。”馬吉1911年：“我相信，現(xiàn)在沒有一個活著的人會斷言，時間會是速度的函數(shù)?！豹M義相對論被承認的曲折經(jīng)歷第十頁，共二十六頁。2.普朗克支持：“如果相對論是正確的，愛因斯坦就是20世紀的哥白尼?！辈l(fā)表了愛因斯坦的文章。所以人們常說，普朗克有兩大發(fā)現(xiàn)!1906年，考夫曼得出了否定相對論的結果，相對論受到考驗！但1907年，愛因斯坦發(fā)表文章，堅信相對論是正確的。4.天才的預見，相對論成功了。3.實驗驗證愛因斯坦的相對論第十一頁，共二十六頁。1916年,愛因斯坦又完成了廣義相對論，提出了三大天文效應，其中之一，引力場將使星光彎曲。愛因斯坦的相對論太陽星第十二頁，共二十六頁。1919年，英國人愛丁頓，率領一支考察隊，利用日全食,觀察到這一現(xiàn)象，并拍攝了照片。相對論的成功震驚了世界!愛丁頓像愛因斯坦成為公眾矚目的人。愛因斯坦的相對論第十三頁，共二十六頁。*小插曲：1905年愛因斯坦寫的相對論文稿只有三頁，當時可以說一文不值，1936年，卻價值連城，賣了400萬美元，武裝了一支支援西班牙反對法西斯獨裁的軍隊。愛因斯坦的相對論第十四頁，共二十六頁。﹃這幾年在黑暗中焦慮的探索，熱切地渴望，時而充滿自信，時而精疲力竭，而最后終于看到了光明！﹄——愛因斯坦愛因斯坦的相對論愛因斯坦像第十五頁，共二十六頁。1.使牛頓的理論二百多年來第一次得到修正，牛頓力學成為相對論的一個分支。2.使人們對質(zhì)量、能量、時間、空間、速度等物理量有了一個全新的認識。3.質(zhì)能關系式E=mc2為核能的開發(fā)利用奠定了基礎。4.象征著人類在探索自然過程中登上的一座高峰。愛因斯坦的相對論意義第十六頁，共二十六頁。愛因斯坦在總結回憶時說：“它象在爬山一樣，越是往上爬，越是得到寬廣的視野，并且越能顯示出我們的出發(fā)點與其周圍廣大地域之間的出乎意外的聯(lián)系?！钡谑唔?，共二十六頁。一個以偉大的創(chuàng)造性觀念造福于世界的人，不需要后人的贊揚，他的成就本身就已給了他一個更高的報答?！獝垡蛩固箰垡蛩固沟南鄬φ摰谑隧?，共二十六頁。1955年4月18日，由于大動脈破裂，愛因斯坦去世。第十九頁，共二十六頁。1.對經(jīng)典理論的大膽懷疑經(jīng)過十年的思索,首先看破以太,并最終拋棄了以太,也就是拋棄了絕對運動。馬赫的真正偉大，就在于他的堅不可摧的懷疑態(tài)度和獨立性。——愛因斯坦愛因斯坦的研究特色第二十頁，共二十六頁。2.博聞苦思，好學進取“如果我以速度c追隨一條光線運動”，我應當看到什么現(xiàn)象呢？1)16歲時,愛因斯坦就思考年輕時的愛因斯坦第二十一頁，共二十六頁。相對論以最勇敢的物理理論而名揚于世。第二十二頁，共二十六頁。2)愛因斯坦得知邁克爾遜所測得的零結果，想:“若零結果是事實，那地球相對以太運動的想法就是錯誤的!”3)愛因斯坦讀了洛侖茲1895年的論文，認為其方程若成立，必然導致光速不變的概念。第二十三頁，共二十六頁。4)愛因斯坦認為:“若光速不變成立，則將出現(xiàn)同時性的相對性?！本瓦@樣，愛因斯坦建立了新的時空觀，他認為時間與運動有關，而不是割離的，建立了四維空間。電磁感應的現(xiàn)象迫使我假設(狹義)相對性的原理，必須克服的困難在于真空中光速的不變性?！獝垡蛩固沟诙捻?，共二十六頁。3.追求科學理論的和諧與自然：認為科學理論應當完備，即不存在矛盾和不一致的地方，比如牛頓運動定律與事實有矛盾，就應該改革它。認為科學理論應當邏輯簡單，概念和假設應當盡量地少，理論應當簡潔。認為科學應當對稱和諧。第二十五頁，共二十六頁。內(nèi)容梗概愛因斯坦的哲學觀念：自然界應當是和諧而簡單的.。愛因斯坦的哲學觀念：自然界應當是和諧而簡單的.。父親是小商人，母親是鋼琴家。上學后，成績平平，但愛動腦筋，12歲曾證明勾股定理。1933年，受德國納粹迫害，移居美國，任普林斯頓研究所研究員。1）愛因斯坦相對性原理：物理定律在所有的慣性系中都具有相同的表達形式.。1.普遍讀不懂，不理解。J·J·湯姆遜1909年：“以太對我們來說，就象我們呼吸空氣一樣不可缺少。馬吉1911年：“我相信，現(xiàn)在沒有一個活著的人會斷言，時間會是速度的函數(shù)。2.普朗克支持：“如果相對論是正確的，愛因斯坦就是20世紀的哥白尼。但1907年，愛因斯坦發(fā)表文章，堅信相對論是正確的。﹃這幾年在黑暗中焦慮的探索，熱切地渴望，時而充滿自信，時而精疲力竭，而最后終于看到了光明?！獝垡蛩固?。1.使牛頓的理論二百多年來第一次得到修正，牛頓力學成為相對論的一個分支。2.使人們